题目5
一、课程设计任务书
11设计题目
热镦挤送料机械手
机械手机体
底座
图1机械手的外观图设计二自由度关节式热镦挤送料机械手，由电动机驱动，夹送圆柱形镦料，往40吨镦头机送料。以方案A为例，它的动作顺序是：手指夹料，手臂上摆15，手臂水平回转120，手臂下摆15，手指张开放料。手臂再上摆，水平反转，下摆，同时手指张开，准备夹料。主要要求完成手臂上下摆动以及水平回转的机械运动设计。图5为机械手的外观图。技术参数见表8。表1热镦挤送料机械手技术参数手指夹持工最大抓重方案号kgmmABC231253015（）120100110mm685700500（）152015次mi
151020rmi
14509601440件最大直径角度半径摆动角度频率转速手臂回转手臂回转手臂上下送料电动机
14方案选择
选用组合方案：最大抓重：1kg；手指夹持工件的最大直径：15mm

；手臂回转角度：100；送料频率：10次mi

手臂回转半径：500mm；手臂上下摆动角度：15电机转速：960rmi

f二、机构功能分解
此机构由原动机、传动部分、执行部分组成，其功能关系如表2所示。表2机构功能分解机械手原动机电动机传动部分齿轮传动间歇上下摆动机构执行机构间歇水平摆动机构
三、机构运动方案设计与评价
31手臂上下摆动机构的设计与选择
机械手臂上下摆动运动为间歇性运动，能实现此功能的机构有很多，如：凸轮、凸轮齿轮、不完全齿轮铰链四杆机构，具体方案如下：方案1：方案2：
图31不完全齿轮曲柄摇杆方案3：
图32盘形凸轮摇杆机构
图33圆柱凸轮连杆机构这3个方案结构都比较简单，方案2使用盘形凸轮机构直接驱动从动件的上下运动，进而通过低复使手臂摇动。这个方案在计算过程中比较容易，即slta
，式中s为从动件行程，l为手臂转动铰链到凸轮从动件间间距。方案1采用不完全齿轮曲柄摇杆机构，不完全齿轮带动完全齿轮（曲柄）间歇转动，从而实现摇杆（手臂）的间歇摆动。但是，这个方案与方案2相比，传动的级数增多，比较繁琐，影响机构的紧凑性，且有刚性冲击的存在，所以这个方案不可取。方案3采用圆柱凸轮连杆机构，与方案1比较，圆柱凸轮加工困难，连杆机构的运动规律要复杂，并且上下摆动的角度难以准确保证。综上所述，方案2作为本次设计的最佳方案
f32手臂水平左右摆动机构的设计与选择
方案1：方案2：
图34不完全齿轮曲柄摇杆机构方案3：
图35不完全齿轮曲柄滑块齿轮齿条机构方案4：
图36槽轮r